致密岩性油藏射孔工艺优选实验研究

李 平，李宽亮，周国信，王亚鹏，银 晓

(延长油田股份有限公司 南泥湾采油厂开发科，陕西 延安 716000)

射孔完井是目前比较重要的完井方式，也是增效的重要手段。但由于油藏类型的多样化及油田目前开发现状，使常规射孔的效率低下，甚至难以实施，因此，探索对射孔工艺的优化改造以提高射孔效率显得格外重要。合理的射孔完井工艺力求对地层伤害小，施工工艺简易，成本较低，井眼安全可靠。大量的试验中得知，影响油井产能的射孔参数主要有孔深、相位角、孔密、孔径［1］，选择合理有效的射孔参数对提高油井产能至关重要。本篇论文报道了通过现场实验对射孔工艺的优选，优化出适合本油田研究区块的射孔参数组合。

1 常规射孔存在的不足

据南泥湾常规射孔投产后的生产数据，发现油井产量较低，可能由于以下射孔中存在的主要问题造成的。

①钻井液、完井液以及射孔液对储层的伤害;

②射孔参数的选取不利于产层释放最大程度的产能;

③延长组压裂投产，未考虑射孔与压裂联作;

④对储层物性岩性认识不清，造成储层破坏。

2 射孔参数敏感性分析

我们选择了部分区块进行实验性研究，目前研究区块生产钻井的技术套管为φ139.7 mm，常使用89、102的射孔枪型。与此相匹配的射孔弹型主要有102、127、1 m弹。因此根据以上射孔枪弹对其进行了孔深、相位角、孔径、孔密的敏感性分析，从而优选出最佳孔深、相位角、孔径、孔密。

2.1 孔深敏感性分析

根据孔深敏感性曲线(图1)可以看出，随孔深的增加，产率比也不断增大。在射孔深度未穿透污染带时，产率比增加幅度较大，当射孔深度穿透污染带时，产率比增加趋势大幅度提高。当孔密不变时，增加射孔深度，产率比增加的幅度很明显;当孔深不变，增大孔密，尤其是当孔深达到250 mm以上，孔密超过20孔/m时，产率比增加的幅度已经很小了。

2.2 相位角敏感性分析

从相位角敏感性曲线(图2)可以看出，不同相位角对油井的产能影响较大，60°相位角和90°相位角在孔深增大的同时产率比也在增大，但到孔深大于0.2m的时候，两者的差距拉开，60°相位角比90°相位角增长的幅度变大，产率比最大。很明显，60°相位角效果要优于90°相位角。

2.3 孔径敏感性分析

由孔径敏感性分析曲线(图3)可以看出，产率比随孔径的增大而增大。在相同的射孔枪弹组合下，孔径不超过0.01 m情况下，60°相位角比90°相位角产率比低;孔径超过0.01 m情况下，60°相位角比90°相位角产率比高。当孔径不变时，孔密与产率比才会正相关。

2.4 孔密敏感性分析

由孔密敏感性曲线(图4)可以看出，油井产率比随孔密的增加而增大，在孔密小于20孔/米时，相同的孔密60°相位角比90°相位角产率比高，在孔密大于20孔/米时，60°相位角比90°相位角产率比低。但是从套管的安全性考虑，不建议再将孔密加大，在安全范围之内，应尽量加大孔密以获得更高的产能。

3 射孔枪弹优选

南泥湾研究区块使用的是φ139.7 mm技术套管，根据现场实际应用情况，选择该套管常用的射孔枪型，即89、102型射孔枪。与此相匹配的射孔弹为89、102、127、1 m 弹。我们对89与102型射孔枪及相应射孔弹性能参数进行了优选实验(见表1)。

图1 孔深与产率比敏感性分析

图2 相位角与产率比敏感性分析

图3 孔径与产率比敏感性分析

图4 孔密与产率比敏感性分析

表1 射孔弹性能参数表

从表中可以看出，102射孔枪的外径比89枪的外径大，并且穿深较深，可以有效穿透地层污染带。就射孔孔径而言，不光影响压裂施工的注入压力，而且直接影响支撑剂的尺寸和浓度，压裂的支撑剂粒径在0.45 mm－0.9 mm之间，当孔径是支撑剂粒径的8到10倍最好，可以增大支撑剂浓度且不会发生桥堵［2］。故从避免桥堵危险的角度考虑，射孔时的孔径应大于10 mm为优。从而建议射孔枪型选择102型射孔枪，射孔弹选取127型射孔弹进行高性能深穿透射孔作业。

4 射孔参数组合优化

根据油层基础数据以及现场实际情况，选择孔密13、16、20 孔/米，相位角60°、90°。利用射孔优化设计软件进行南泥湾长4+5、长6段的射孔参数组合优化计算(表2)，选择出产率比最大的射孔参数组合。

表2 南泥湾研究区射孔参数计算结果表

根据射孔参数计算结果表明，南泥湾研究区块油层采用102枪127弹在20孔/m，孔深253 mm，相位角60°时，产率比最大。兼顾与压裂协同效应，推荐采用该射孔枪弹组合。

5 结论

研究表明孔深、孔密、孔径、相位角大小对产率比影响很大，产率比随孔深、孔密、孔径增加而增加，但是当孔密达到20孔/m、孔深达到250 mm时，产率增加的幅度已经很小。60°相位角产率比优于90°相位角产率。对于南泥湾致密岩性油藏，建议选择102枪127弹，20孔/m，孔深253 mm，相位角60°，方可获得最大产率比。

［1］李根生，牛继磊，刘泽凯，等.水力喷砂射孔机理实验研究［J］.石油大学学报，2002，26(2):32－33.

［2］许彬，熊友明，张自印，等.负压射孔参数优化设计［J］.重庆科技学院学报，2010，12(3):67－68.

［3］牛超群，张玉金，李振方，等.油气井完井射孔技术［M］.北京:石油工业出版社，1994:104－119.

［4］万仁溥，现代完井工程(第二版)［M］，北京:石油工业出版社，2005:124－134.